반도체, 소자 처리속도 급격히 향상
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특허청, 배선재료로 구리 사용 특허출원 증가 … 비메모리는 아직 미흡 반도체 소자의 처리속도 향상을 위한 반도체 배선기술 특허출원이 증가하고 있다.반도체 기술은 미세화 기술을 이용한 집적도 향상과 배선기술을 이용한 처리속도 향상을 위한 경쟁이 치열하며, 집적도가 높고 처리속도가 빠른 반도체를 만드는 데 결정적인 역할을 하는 것이 배선재료와 절연재료이다. 플래시 메모리나 DRAM으로 대표되는 메모리 소자는 미세화됨으로써 급속한 대용량화와 저비용화를 실현하고 있으나 미세화에 수반해 배선의 저항이 증가하고 소자간이나 배선간의 정전용량이 증대해 저항과 정전용량의 곱으로 표시되는 신호지연이 문제가 되고 있다. 이에 따라 정보처리속도가 중요한 컴퓨터의 CPU 등 비메모리 소자 뿐만 아니라 정보를 저장하는 용도로 사용되는 메모리 소자에서도 저항이 낮은 금속배선재료를 이용하고 정전용량을 저감하기 위해 소자간이나 배선간에 유전율이 낮은 저유전율 막을 배치해 반도체 소자의 처리속도를 높이기 위한 배선기술 개발이 불가피해지고 있다. 배선의 저항을 줄이기 위해 알루미늄에서 저항이 낮은 구리로 급속히 전환됐으며, 나아가 배선간의 정전용량을 낮추기 위해 저유전율을 갖는 물질의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 현재 반도체 소자 제조에 주로 사용되는 산화규소(SiO2) 막의 유전율은 3.9-4.2 정도로 유전율이 2.65 정도인 저유전율 물질로 대체하면 정전용량을 산화규소 막에 비해 66%로 줄일 수 있다. 특허청에 따르면, 반도체 소자의 처리속도를 높이기 위해 반도체 배선재료로 구리를 사용하는 특허 출원이 1996년 이후 지속적으로 증가하고 있으며, 전체출원 중 내국인출원이 차지하는 비율도 상승세를 지속하고 있다. 다만, 저유전율 절연막을 이용한 배선기술은 1998년 이후 외국인출원의 증가로 전체출원이 지속적으로 증가하고 있다. 구리배선은 2000년 이후 전체출원 중 내국인출원 비율이 80% 이상 유지하고 있으며, 저유전율 절연막을 이용한 배선기술은 1998년 총 24건에서 2004년 88건으로 증가했다.
따라서 정보 처리속도가 매우 중요한 비메모리 분야에 진출하기 위해 활발한 연구와 경쟁력 있는 특허 확보노력 등 국내 반도체 관련기업들의 적극적인 대응책 마련이 필요한 상태이다. 표, 그래프: | 반도체 배선기술 특허 출원동향 | <화학저널 2007/03/08> |
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